330MW循环硫化床机组无辅汽冷态启动研究实践

330MW循环硫化床机组无辅汽冷态启动研究实践

穆楠

（山西京玉发电有限责任公司山西省朔州市037200）

摘要：火力发电厂常规启动方式下，都需要临机或启动锅炉提供辅助蒸汽，否则部分设备及系统不能以常规方式运行，并存在安全风险。随着近年来国家对环保排放要求的日益严格，火力发电厂主机部分均进行了超低排放改造，但启动锅炉的环保超低排放改造投资较大，而且多数火力发电厂真正发生全厂停运，需要启动锅炉提供机组启动辅汽的情况可能几年不遇，启动锅炉的环保超低排放改造的投资回报率极低。火力发电厂摆脱对启动锅炉的依赖，实现机组无辅汽冷态启动对火力发电厂的生产经营意义重大。

关键词：无辅汽冷态启动；油枪吹扫蒸汽的替代；空预器的安全运行

0引言

近年来全国电网装机容量呈现快速增长态势，伴随装机规模的扩大、清洁能源的快速发展，以及国家经济结构转型升级影响，火电利用小时持续下降，这就造成火电企业部分机组长期停运，甚至全厂停运的态势。火电机组启动时往往需要临机辅汽或者启动锅炉蒸汽，而现阶段因环保政策影响及其他原因，部分火电企业已取消启动锅炉，这就造成火电厂全厂停运后机组再次启动困难。实现机组无辅汽冷态启动对火电厂的生产经营意义重大。

1山西京玉电厂锅炉简介

锅炉为上海锅炉厂有限公司设计制造的循环流化床锅炉，采用单锅筒自然循环、集中下降管、平衡通风、水冷式旋风气固分离器、循环流化床燃烧方式、滚筒冷渣器排渣形式；后烟井内布置对流受热面，过热器采用两级喷水调节蒸汽温度，再热器采用以烟气挡板调节蒸汽温度为主、喷水装置调温为辅的调温方式。锅炉型号为SG-1178/18.64-M4504。

2研究的必要性

2.1机组冷态启动需要临机或启动锅炉提供汽源，但启动锅炉烟尘排放指标无法达到当前环保排放要求，故启动锅炉停用。

2.2如对启动锅炉进行环保改造，使其提供机组冷态启动所需辅汽，满足生产需要，则本项改造工作需投入大量资金，且机组全部停运需要启动锅炉的情况几年不遇。本项工作投资回报率极低。

2.3近年来行业生产经营环境发生改变，本项技术需要突破。

3现状调查

根据现场系统布置，机组冷态启动，由辅助蒸汽提供汽源的设备系统包括除氧器加热系统、点火油枪吹扫系统、空预器启动吹灰系统等，机组冷态启动过程中，这些设备系统均需提供辅助蒸汽保证其正常安全运行。

要实现机组冷态无辅汽启动工作，必须找出其他汽源代替辅助蒸汽，并且研究确定部分设备系统是否可在无辅汽的条件下安全运行。解决上述问题，机组冷态无辅汽启动工作才能够顺利进行。

4影响因素确认

4.1点火油枪吹扫汽源

4.1.1确认方法：现场查看，确认设备使用安全规范。

4.1.2确认情况：油枪必须配置吹扫汽源，否则油枪使用后退出运行，油角阀至油枪头部管路内将积存一定燃油，油枪喷口布置在炉膛内，具备着火源条件，存在系统着火风险，安全隐患较大，此项问题必须予以解决。

4.2空预器吹灰汽源

4.2.1确认方法：行业调研，技术分析确认可行性。

4.2.2确认情况：我厂的循环流化床锅炉在启动方式上与煤粉锅炉有很大区别，点火初期为飞灰与油枪点火生成油烟的混合烟气进入尾部烟道，且飞灰浓度较大，高浓度飞灰与油烟混合后附着在空预器的可能性较小。查看机组以往启动曲线，锅炉投煤前主汽压力已经达到1MPa，可投入辅助蒸汽对空预器进行吹扫，此时空预器入口烟气温度不足150℃。由以上条件确认，机组冷态启动缺少辅汽吹扫的条件下，空预器着火风险较低。

图1系统改造对接

4.3除氧器上水加热汽源

4.3.1确认方法：与上海锅炉厂核实，技术分析确认可行性。

4.3.2确认情况：锅炉冷态启动除氧器无加热汽源，锅炉上水温度低，上水过程中，可能引起锅炉汽包及炉管脆性增加。经与上海锅炉厂技术人员核实，我厂锅炉汽包材质为13MnNiMo54，上水温度应确保不低于10℃，防止发生冷脆。有条件应合理安排机组启动时间，提前一天启动电动给水泵，自循环加热除氧器水温满足上水温度要求。

4.4大小机轴封供汽汽源

4.4.1确认方法：行业调研，技术分析确认可行性。

4.4.2确认情况：机组冷态启动期间（缸温为环境温度）可先不投入轴封供汽进行系统抽真空，盘车装置保持连续运行。机组启动前关闭机侧主蒸汽管道至排汽装置疏水门，主汽至定排疏水门开启，各本体疏水门、冷热再疏水门开启。锅炉点火见压后待汽机真空抽到一定值开启高旁阀，冷再压力0.3~0.5MPa、汽温250℃以上投入冷再至辅汽汽源，使用冷再供辅汽汽源供轴封供汽。轴封供汽投入后提高机组真空，真空值正常后主汽疏水倒至排汽装置，缓慢开启低旁阀，调整高、低旁开度，进行其他正常启机操作。

5对策实施

现场查找可取代油枪吹扫蒸汽的气源，根据参数匹配情况，确定厂用压缩空气做为替代气源。

6机组启动实践

机组于2018年5月15日进行冷态无辅汽启动操作，本次机组无辅汽冷态启动各项操作整体衔接流畅，机组启动成功，完成本项课题初期制定的目标任务，摆脱了机组冷态启动对启动锅炉的依赖，同时节省了启动锅炉环保超低排放升级改造的投资费用，运行控制水平得以提升。

7结论评价

7.1锅炉专业总结评价

7.1.1.启动燃油使用量升高

（1）油枪无蒸汽吹扫预热，投运成功率较低。

（2）无蒸汽加热，给水温度较低。

（3）一、二次风暖风器系统无法投入。

单次启动用油相比此前约增加5吨左右。

7.1.2空预器中断吹扫期间运行安全

（1）油烟与高浓度飞灰混合，在空预器附着可能性较小。

（2）空预器中断吹灰期间禁止燃煤投入。

（3）具备条件立即恢复辅汽投入空预器吹灰，此时空预器入口烟温不足150℃，无着火风险。

本次锅炉冷态启动过程，23时40分锅炉点火，02时23分投入辅汽系统，02时39分投入空预器吹灰系统，空预器中断吹灰3小时，02时43分床温满足条件开始逐步投煤。

7.2汽机专业总结评价

汽轮机运行安全

（1）提前抽真空，主汽疏水初期倒定排减小排汽装置热负荷，防止低压缸安全阀爆破。

（2）锅炉见压后尽早开高旁，投入冷再至辅汽汽源，投轴封提高系统真空。

（3）主汽温度调整时保持汽温稳定，不出现大幅甩汽温影响轴封供汽温度情况。

参考文献

[1]卢啸风.大型循环流化床锅炉设备与运行[M].北京：中国电力出版社，2006.2

[2]蒋敏华，肖平.大型循环流化床锅炉技术[M].北京：中国电力出版社，2009.7

[3]杨伟.循环流化床锅炉外循环不稳定的解决方案[M].同煤科技，2010.6